摘要：随着高速移动通信网络和智能移动终端的发展和普及，现代人的生活已经离不开基于手机的多媒体智能交互。现代社会中，每个人的移动终端很大程度上就代表着自己，借助移动终端，人们可以加入网络中，实现智能交互。尽管传统纸媒已经在尝试电子报刊、多媒体报刊等基于信息技术的新的报刊形式，但这些数字报刊通常依然在延续传统报刊的内容传达方式和排版，并未有新的突破。特别是传统报刊缺乏互动性的问题，在数字报刊下依然存在。二维码作为一种能够便捷承载交互信息的技术，因交互简便、信息量大等特点常被用作用户引导、信息传递等事务。传统报刊通过二维码，可将用户与多媒体系统无缝连接，使传统纸媒缺乏互动性的问题得到解决。文章以二维码技术为核心，研究报刊多媒体交互系统的设计和应用。

关键词：二维码；多媒体交互系统；报刊；图像识别；二维码提取

中图分类号：TP37 文献标志码：A 文章编号：1674-8883（2022）07-0094-03

一、前言

传统纸媒在过去的几十年间经历了极大的变革，也面临着不小的考验。在缺乏电视媒体和网络媒体的年代，纸媒作为人们获取资讯的主要来源，一度占据人们社会生活的主要位置。然而，随着技术的不断发展，电视和网络逐渐成为人们认识世界和对外交流的主要渠道。与之相比，报刊的劣势逐步凸显[1]：首先，报刊是纸质印刷，无法承载视频、音频等多媒体元素，因此缺乏生动和时尚的效应。其次，作为静态媒体，其缺乏消息回传和互动机制，因此读者只能单方面接收信息，无法作出应有的反馈。最后，纸质媒体由于印刷和发行存在一定的周期，因此时效性通常较差，内容通常具有滞后性。

笔者基于移动互联网、多媒体技术和二维码技术，构建了一套面向传统报刊的以二维码作为交互入口的多媒体交互系统。通过该系统，传统平面的纸媒可以变得更加立体，通过二维码，纸质媒体和多媒体信息可以有机关联在一起，根据读者的需求和兴趣形成多端互动的场景[2]。

应用该方案不仅能够有效提升传统纸质报刊的互动性，增强其与多媒体的关联性，也能为传统纸媒带来线上渠道的基础用户群体，使读者从纸媒逐步迁移到线上进行，带动发行量的同时，增加广告投放的收入[3]。

二、报刊多媒体交互系统需求分析

（一）内容数字化采编与发布

一套基于二维码的报刊多媒体交互系统，首先应当满足采编人员对内容的采编和发布需求。同时，为增强系统的可交互性，满足读者对内容的反馈需求，可增加新闻评论交互功能，便于与读者建立双向联系[4]。此外，对媒体运营方来讲，采编与发布平台是为了进行内容承载和对外交互，因此该系统应当能投放一些商业促销活动，以拓展媒体收入来源。上述需求的直接受众分别为媒体工作人员和读者。

（二）基于二维码的资源对接与访问统计

为应对传统报刊与数字化发布平台之间缺乏有机联动方式的问题，应当提供基于二维码的资源对接与访问统计功能。其中，使用二维码需要首先生成内容，然后要对已生成的二维码进行管理，以对应到具体媒体地址上[5]。同时，为便于系统对用户二维码的访问进行统计，以辅助分析二维码的投放和利用效果，并统计通过二维码参与互动的用户数量和来源，辅助数字化采编和发布工作。其主要受众为读者和媒体工作人员。

（三）面向读者维护的用户信息管理

对二维码报刊多媒体交互系统而言，在支撑二维码管理和内容数字化采编发布的同时，也应当考虑如何留存和管理读者，以便后期开展更精准的读者服务和内容推送等业务。基于这一诉求，应当提供面向读者维护的用户管理功能。该功能主要面向媒体工作人员。

三、报刊多媒体交互系统总体设计

为实现基于二维码的多媒体交互，整套系统的业务部分可分为三大部分：数字化采编与发布子系统、用户管理子系统、二维码资源对接与统计子系统。根据前文所提到的需求分析结果，可对三个子系统进行详细的功能设计。

（一）数字化采编与发布子系统

数字化采编与发布子系统实质上是整套系统的核心内容编辑和提供方。媒体工作人员通过该系统能够管理二维码所要绑定的多媒体信息和内容，包括新增多媒体内容、修改多媒体内容、删除多媒体内容以及编辑多媒体内容[6]。通过对接二维码资源对接与有统计子系统，可以实现内容与二维码的关联和内容访问统计。

（二）用户管理子系统

用户管理部分主要用于对读者进行跟踪和记录，形成读者库。同时便于管理整套系统内部工作人员的账号，也应提供相应的管理模块。因此主要提供用户的新增、修改、删除和查询功能，同步对外提供用户鉴权功能。

（三）二维码资源对接与统计子系统

二维码资源对接与统计子系统具备二维码生成、二维码查询、二维码删除、二维码访问统计等子功能，允许媒体工作人员通过该系统实现生成报刊中所印刷和绑定的二维码，并可删除过期内容的二维码。

系统整体交互及功能架构见图1。

四、报刊多媒体交互系统关键技术和实现途径

（一）低质量二维码快速识别技术

在报刊中，纸质易磨损的特性使二维码可能出现部分损毁，因此需要对低质量的二维码扫描进行研究。二维码的译码过程见图2。二维码的深浅块识别是核心[7]。低质量二维码的产生原因有二，一是二维码磨损，二是设备相机拍照时因光线或摄像头成像质量导致二维码图像质量低。

（二）基于Itti的二维码提取

为应对这种情况，首先对图像进行加强和提取。面对复杂的报刊背景，需要对二维码从复杂背景下进行切割[8]。本次系统设计中采用Itti视觉模型提取二维码。Itti模型是最经典的视觉注意力模型之一，通过提取图像中的颜色、亮度、方向等视觉特征，利用高斯金字塔和中央周邊差形成各个特征图，最终形成显著区域。处理逻辑如下：

1.视觉预处理

图像中每个像素点都可以通过rgb值表示。设某像素点用rgb分别表示，则该像素点强度I=（r+g+b）/3，即对上述rgb值进行均值计算。此时，其RBG通道数值可通过如下公式计算：R=r-（g+b）/2，G=g-（r+b）/2，B=b-（r+g）/2。通过对红、绿、蓝三通道进行计算，可借助滤波器进行图像方向的计算。

2.中央周边差算子

完成预处理后，可通过对中央周边差进行计算，从而获得后续用于分割的显著图。此后通过对其进行插值化，逐点相减，为后续归一化处理提供素材。

3.归一化

图像本身由于噪点原因可能产生显著的振幅差异。为去除这些干扰，需要通过归一化处理，将图像值限制到一个具体区间内。这里设图像该区域内最大值为M，同时其他区域计算获得的平均值为m。此时对图像全区域像素进行处理，处理方式为逐一乘以（M-m）2。

4.关注图生成

将图像以4为切割尺度，组成3个显著图像，作为视觉关注图。

5.显著图生成

最后对上述显著图像进行归一化处理，处理结果相加，最终获得此次处理所需的显著图。

（三）二维码灰度处理

根据前文所定位的图像区域，最终可从原图中获取二维码图像。由于二维码本身只有黑白两色，而色彩采集后实际上存在多种明暗和颜色。为提高处理效率，这里需要对其灰度化，方便后续进行二值化，以节约处理耗时。

这里选择用加权法对其灰度化处理，每个点处理后的灰度值为：Gray=0.3XR+0.59*G+0.11*B

（四）二维码图像滤波

由于图像采集时不同摄像头采集质量不同，因此总会有噪音产生，影响后续识别。因此需要进行图像滤波。这里采用中值法进行滤波，即以像素点为中心划定一个小区域，对其灰度值进行排列，并取中值。最后将该中值作为该像素点的灰度值。该方式属于一种线性滤波算法，其对图像的边缘有较好的还原和保护能力，因此更适用于二维码中随机点的滤波。

（五）二维码二值化

二维码的解码最终只关注0和1两种数值。因此需要对图像进行二值化，最后用于解码。由于二维码图像采集过程中可能因光线的不同导致明暗度的显著变化，因此单纯用传统的均值滤波来作二值化，容易失去过亮部分的关键信息[9]。因此需要考虑动态二值化。这里引入Retinex模型进行处理。以图像S（x，y）为例，该图像由入射光分量L和反射光分量R共同构成，分别用L（x，y），R（x，y）。该理论通过物理入射和反射的原理，来分离出入射图像和反射图像，从而获得清晰的二值化数据。

（1）通过获取三通道数据，并进行类型的归一化，便于后面处理。

（2）通过高斯函数对其进行计算，获取对数值。

（3）针对原RGB通道值取对数，并将结果与前序获得的高斯函数处理后的值取对数。

（4）重复进行上述处理。

（5）针对上述结果，分区域进行加权均值计算，作为最终的二值化阈值。

通过上述处理后，二维码通常更便于定位和解码。这对报刊印刷二维码的日常拍摄和解码能够起到较好的识别提升作用。

（六）数字化采编与发布

数字化采编与发布本质上是一个内容管理系统，提供了多媒体内容的上传、修改、删除和查询服务。其中，内容上传主要通过对接阿里云OSS，通过upload接口完成不同资源的上传。这里为了清晰辨别所上传的资源类型，并与URl匹配，特别设计资源描述数据结构，通过OSS的tag字段进行资源类别描述，如图片img、视频video、音频voice以及混合资源mix。

为便于采编工作的开展，OSS设定了两个工作区：一是素材库，用于为采编素材提供预存储；二是发布库，为已完成采编工作的素材提供对外访问能力。通过区分二者的存储空间，可以有效利用OSS的存储空间，及时释放无用存储，节约成本。

对于采编发布，该子系统通过调用二维码模块的管理接口，查询已生成的二维码。若二维码失效，则对其进行编辑，并放入空闲池，供下一次采編发布时使用[10]。由于二维码中存储的并不是最终的URL，而是临时的URL序列号，因此其可以预先生成并重复被利用。

（七）系统统一鉴权

这里选用redis服务建立登录鉴权凭证统一存取机制。当用户登录时，首先查询redis是否有未过期的鉴权凭证。如果有，则移除，并写入新的鉴权凭证。此后，其他服务访问系统，就需要用户携带该鉴权凭证进行访问。服务器接收到访问请求，将访问统一鉴权服务的redis，校验鉴权凭证是否存在与是否过期，再判断是否提供服务。该模块能够保证系统整体运行在可信的鉴权体系下。

五、结语

文章探讨了一种基于二维码技术的报刊多媒体交互系统。首先对报刊多媒体交互需求进行了分析，明确了通过二维码打通系统和纸媒读者之间的关联，然后对系统的核心架构进行设计，并提出了核心技术和实现途径。对纸媒而言，利用二维码实现二维页面上的多媒体入口嵌入，能够有效提升传统报刊的交互性能，为传统纸媒的数字化转型提供前置基础。

参考文献：

[1] 徐登明.在多媒体时代回望报刊出版[J].廉政瞭望，2021（17）：65.

[2] 张雷.媒体融合背景下人民日报人物报道栏目创新研究[D].保定：河北大学，2020.

[3] 燕雨薇，余粟.二维码技术及其应用综述[J].智能计算机与应用，2019，9（5）：194-197.

[4] 张峻，孙忠民.基于二维码技术的智慧校园泛在服务系统设计与应用研究[J].中国信息技术教育，2019（Z4）：177-180.

[5] 杨丽玄.数字多媒体报刊客户端的设计与实现[D].长沙：湖南大学，2018.

[6] 王津.我国出版物二维码应用研究[D].北京：北京印刷学院，2018.

[7] 陈宏涛，张耀.浅析二维码技术在现代教育教学中的应用[J].中小企业管理与科技，2016（5）：141-142.

[8] 王杨.二维码传播信息的应用及分析[D].太原：山西大学，2013.

[9] 李晓莹.二维码在我国传媒产业中的应用研究[D].南宁：广西大学，2013.

[10] 亚森江·木沙.网络数字报的多媒体交互设计[D].南京：南京理工大学，2009.

作者简介 郑晓瑾，本科，工程师，研究方向：计算机排版、设计。